Parametric Effects of Ambient Conditions on Thermal Safety of Wolsong (CANDU) Unit 1 Spent Fuel Dry Storage Canister

월성1호기 사용후 핵연료 건식저장 캐니스터의 열적 안전성에 미치는 대기 조건 인자의 영향

A simplified thermal analysis method to evaluate the maximum temperature of the CANDU 37-element fuel bundle within a fuel basket in a given spent fuel dry storage canister has been presented along with the results of sample analyses performed to examine the parametric effects of the ambient conditions on the maximum fuel temperature within a canister. To solve the multi-dimensional heat transfer problem of the complex geometry of rod bundles within a canister where three modes of heat transfer are superimposed, the CANDU spent fuel bundles stored in the dry storage canister are first replaced by equivalent concentric fuel cylinders. The simplified axi-symmetric two-dimensional multi-mode heat transfer problem of the equivalent fuel cylinders is then analyzed with an existing computer code, HEATING5, using additional input data and heat transfer correlations. A comparison between the predicted temperature profile and the mock-up test results shows that the agreement is quite satisfactory.

사용후 핵연료 건식 저장 캐니스터의 핵연료 바스켓 안에 있는 CANDU 37소자 핵연료 다발의 최대 온도를 계산하기 위한 단순화된 열해석 방법과 함께 대기 조건 인자들이 캐니스터 내부의 최대 핵연료 온도에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행한 표본 해석 결과를 제시하였다. 3가지 모우드(mode)의 열전달이 공존하는 캐니스터 내부핵연료 다발의 복잡한 기하학적 구조에 대한 다차원열전달 문제를 풀기 위하여 건식저장 캐니스터에 저장된 CANDU 사용후 핵연료 다발들을 등가 및 동심의 핵연료 실린더(cylinder)로 대치하였다. 추가적인 입력 자료 및 열전달 상관식을 이용하여 등가 핵연료 실린더의 단순화된 축대칭, 2차원, 복수 모우드(multi-mode)의 열전달 문제를 기존의 컴퓨터 코드인 HEATING5로 해석하였다. 예측한 온도 분포와 식물 모형 실험 결과의 비교는 만족스러울 정도로 일치함을 보여주고 있다.